[14-ERA IB] MetaCat: A metagenomic collection of novel and highly efficient biocatalysts for industrial biotechnology

[14-ERA IB] MetaCat:用于工业生物技术的新型高效生物催化剂的宏基因组集合

基本信息

  • 批准号:
    BB/M029085/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2015 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Chemical and bio-industries have a steadily growing demand for enzyme biocatalysts, which can catalyze a huge variety of different chemical reactions with high activity, substrate specificity and enantioselectivity. However, enzymes have been evolved by nature to work in living cells and under mild reaction conditions; consequently, most enzymes cannot be applied in industrial processes directly. Although it is known that few enzymes exist, which are well suited for biotechnological applications, the molecular basis is unknown. The MetaCat project will deliver innovative toolsand knowledge for the identification of such robust "all-round frequent hit" enzymes (AFHs).Metagenomic resources will be exploited by novel function- and sequence-based screenings to identify nitrilases, transaminases, ketoreductases, glycosyl hydrolases and lipases/esterases. A combination of metagenomics and metacatalysis will be used together with structure-based andhigh-throughput technologies, generic model substrates mimicking challenging chemical synthesis steps, next generation sequencing technologies as well as in silico data mining. New genetic tools using synthetic biology approaches will be developed to construct a cell-free function-basedscreening platform for faster and improved screening. An innovative single-cell laser trapping technology will be established to give access to a new previously unknown enzyme diversity. The identified enzymes will form a marketable versatile biocatalyst collection together with a comprehensive database and can be used as starting points for modeling and in vitro evolution experiments. They will be applied to improve chemical production processes regarding e.g. timelines, purity of the products, environmental sustainability and will lead to value-added products.Thus, MetaCat will contribute to shorten timelines for development of biotechnological processes and thus to make industrial biocatalysis more attractive and profitable.
化学和生物工业对酶催化剂的需求稳步增长,酶催化剂可以催化各种不同的化学反应,具有高活性,底物特异性和对映体选择性。然而,酶已经被自然进化为在活细胞中和温和的反应条件下工作;因此,大多数酶不能直接应用于工业过程。尽管已知存在很少的酶,其非常适合于生物技术应用,但分子基础是未知的。MetaCat项目将提供创新的工具和知识,用于鉴定这种强大的“全方位频繁命中”酶(AFH)。宏基因组资源将通过新的功能和基于序列的筛选来鉴定腈水解酶,转氨酶,酮还原酶,糖基水解酶和脂肪酶/酯酶。宏基因组学和元催化的组合将与基于结构的高通量技术、模拟具有挑战性的化学合成步骤的通用模型底物、下一代测序技术以及计算机数据挖掘一起使用。将开发使用合成生物学方法的新的遗传工具,以构建基于功能的无细胞筛选平台,以实现更快和更好的筛选。将建立一种创新的单细胞激光捕获技术,以获得一种新的以前未知的酶多样性。所确定的酶将形成一个可销售的多功能生物催化剂集合以及一个全面的数据库,并可用作建模和体外进化实验的起点。它们将被应用于改善化学生产过程,例如时间表,产品纯度,环境可持续性,并将导致增值产品。因此,MetaCat将有助于缩短生物技术过程的开发时间,从而使工业生物催化更具吸引力和盈利能力。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Estimating the success of enzyme bioprospecting through metagenomics: current status and future trends.
  • DOI:
    10.1111/1751-7915.12309
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Ferrer M;Martínez-Martínez M;Bargiela R;Streit WR;Golyshina OV;Golyshin PN
  • 通讯作者:
    Golyshin PN
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    37.8
  • 作者:
    Alonso, Sandra;Santiago, Gerard;Ferrer, Manuel
  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Coscolin, Cristina;Martinez-Martinez, Monica;Ferrer, Manuel
  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Distaso MA;Bargiela R;Brailsford FL;Williams GB;Wright S;Lunev EA;Toshchakov SV;Yakimov MM;Jones DL;Golyshin PN;Golyshina OV
  • 通讯作者:
    Golyshina OV
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Cea-Rama I;Coscolín C;Katsonis P;Bargiela R;Golyshin PN;Lichtarge O;Ferrer M;Sanz-Aparicio J
  • 通讯作者:
    Sanz-Aparicio J
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  • 通讯作者:
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知道了